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文档简介
2023届山东省高考考向核心卷物理试题
学校:姓名:班级:考号:
一、单选题
I.U-Pb法是一种重要的同位素测年方法,铀的两种放射性核素第U和苗U,经过一系
列的a衰变和P衰变能分别生成%Pb和占Pb两种铅同位素,通过测定物体中两种铅同
位素的原子数目之比,可得到物体的形成年代。下列说法正确的是()
A.冷u衰变生成鲁Pb的过程经历了8次a衰变
B.声U衰变生成善Pb的过程经历了6次0衰变
C.物体中两种铅同位素原子数目的比值与时间成正比
D.冷u和翼U衰变为铅的过程形成的质量数较大的原子核可能相同
2.如图,A、B两物体靠在一起静止于光滑水平面上,A物体的质量为3kg。r=0时刻
起对A物体施加一水平向右、大小为f=5N的推力,测得O~2s内两物体的位移大小为
2m,则8物体的质量和Is末8物体的动量大小分别为()
A.lkg;2kg-m/sB.2kg;2kg-m/s
C.3kg;6kg-m/sD.4kg;4kgm/s
3.如图甲所示的电路,理想变压器原、副线圈的匝数分别为100和50,定值电阻
凡="=20C,电源两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示,已知电压表和电流
A.副线圈中电流频率为50HzB.电流表示数为1A
C.电压表示数为50VD.电阻R2的功率为70W
4.如图所示,高度为/?=1.804m、装有理想气体的薄圆筒,某次工作时,由水面上的船
将筒由水面上方开口向下吊放至水下A位置,筒的上表面到水面的距离为〃=80m。已
知水的密度为p=l.Oxl()3kg/m3,重力加速度g=10m/s2,大气压强为po=l.Oxl()5pa,忽略
筒内气体温度的变化和水的密度随深度的变化。保持H不变,由船上的气泵将与原来相
同的气体压入筒内,使筒内的水全部排出,则压入气体的质量与筒内原气体质量的比值
约为()
啊一11〃
A.8.2B.7.5C.6.7D.5.9
5.北京时间2022年8月10日12时50分,我国在太原卫星发射中心使用长征六号遥
十运载火箭,成功将吉林一号高分03D09星、云遥一号04-08星等十六颗卫星发射升空,
卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。如图所示,若其中两颗卫星A、B在
所处圆轨道上运行的角速度大小分别为必、g,某时刻两卫星与地心恰好在一条直线
上,且两卫星绕地球沿相同方向运行。则下列说法正确的是()
B.A、B线速度大小的比值为------
n
C.A、B受到地球万有引力大小的比值为------
0A-g
n
D.从图示时刻起经过------时间后A、B间距最小
6.如图所示,两个半径不等的均匀带电圆环尸、Q带电荷量相等,尸环的半径大于。环
的,P带正电,。带负电。两圆环圆心均在。点,固定在空间直角坐标系中的yOz平面
上。。、。在x轴上,到。点的距离相等,c在y轴上,到。点的距离小于。环的半径。
取无限远处电势为零,则()
试卷第2页,共8页
hx
A.O点场强为零,电势也为零
B.a、b两点场强相同,电势相等
C.电子在。处的电势能大于在a处的
D.电子沿x轴从。到b,电场力先做正功后做负功
7.风力发电是重要的发电方式之一,某风力发电机在风速为8m/s时输出的电功率为
680kW,若风场每天有12h风速在4m/s到10m/s的风能资源,风力发电机的转化效率
为18%,风正面吹向叶片,则该电站每天的发电量至少为()
A.1020kWhB.920kWhC.800kW-hD.720kW-h
8.如图,一滑块放置在水平桌面的最左端,给滑块一个水平向右的初速度%,经过2s,
滑块运动到桌面的最右端并从最右端飞出,已知滑块的加速度大小为0.5nV『,则滑块的
初速度大小%和桌面的长度L可能是()
-为
A.%=0.5m/s,L=0.7mB.v0=2m/s,£=3m
C.%=3m/s,L=4mD.v0=5m/s,Z,=10m
二、多选题
9.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,波速均为丫=0.2m/s,两个波源分别
位于x=1.2m和x=-0.2m处,波源的振幅均为2cm。如图所示为f=0时刻两列波的图
像,此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、。两质点刚开始振动。质点M的平衡位
置位于x=0.5m处,下列说法正确的是()
B.f=3.5s时,质点P的位移为2cm
C.0~4s时间内,质点P经过的路程为20cm
D.r=4.5s时,两波源间的振动加强点有6个
10.如图,四个滑块叠放在倾角为9的固定光滑斜面上,其中8和C的质量均为,",A
和D的质量均为3加,B和C之间用一平行于斜面的轻绳连接,现对A施加平行于斜面
向上的拉力F,使得四个滑块以相同加速度一起沿着斜面向上运动,滑块间的动摩擦因
数均为〃,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则()
A.拉力F的最大值为L3〃,"gcos。
B.C对D的摩擦力为0.3〃,"geos61时,A对B的摩擦力为05〃mgcosd-5〃?gsin0
C.当拉力F取得最大值时,轻绳上的弹力大小为0.8〃”?gcos6
D.当拉力F取得最大值时,C、D间的摩擦力为0.6〃/〃gcos(9
11.如图所示,挡板左侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为8,挡
板中间空隙NP长度为L,纸面上。点到N、P的距离相等,均为心。处有一粒子源,
可向纸面所在平面的各个方向随机发射速率相同的带正电的粒子,粒子电荷量为q,质
量为〃?,打到挡板上的粒子均被吸收。不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列说法正
确的是()
Xx■Af
XBxx
N
Xx八/
O<
Xx产、、
P
XXX
XX
XQ
试卷第4页,共8页
A.若粒子速率丫=幽,粒子能从空隙NP“逃出”的概率为9
m6
B.若粒子速率丫=蟠,NP线段上各处都可能有粒子通过
m
C.若粒子速率v=辔,粒子能从空隙NP“逃出”的概率为9
2m6
D.若粒子速率v=警,NP线段上各处都可能有粒子通过
12.如图所示,粗糙斜面倾角为仇弹簧一端与斜面顶端相连,另一端与质量为m的滑
块连接,开始滑块静止在。处(图中未标出),与斜面间恰好没有摩擦力。现用沿斜面
向下的力将滑块从。点缓慢拉至A点,拉力做的功为W。撤去拉力后滑块由静止沿斜
面向上运动,经。点到达B点时速度为零,AB=a,重力加速度为g,斜面与滑块间的
动摩擦因数为礼,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则()
A.从A到0,滑块一直做加速运动
3
B.从。到A再到B,弹簧弹力做的功为]〃叫acos,-W
C.向上经过。点时,滑块的动能小于W-〃/ng4cos。
D.滑块到达B处后可能保持静止
三、实验题
13.利用如图甲所示的装置可以测量滑块在气垫导轨上运动时的加速度。滑块上安装有
遮光条,光电门1和2分别固定在气垫导轨上的适当位置,滑块在牵引力作用下先后通
甲
(1)利用游标卡尺测量遮光条的宽度d,游标卡尺的示数如图乙所示,则d=cm;
0cm2
IIIIIIIIIjI.ill1.1IIIIIIIIIII
1门11rrrip门11111)
01020
乙
(2)若数字计时器记录的遮光条通过光电门1所用的时间为加产0.20$,通过光电门2
所用的时间为加2=0O5S,遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2所用的时间
为仁2.50s,则滑块的加速度a=m/s2;
(3)若忽略偶然误差的影响,则加速度的测量值与真实值相比(选填“偏大”“相
等”或“偏小
14.物理小组的同学在实验室练习测量电阻阻值,老师提供了一阻值约为120c的待测
电阻,要求尽量准确测量该电阻的阻值,测量时电表指针有较大偏转,且能测得多组数
据。除待测电阻外,实验室还提供了如下实验仪器。
A.电压表V(量程20V,内阻约为25kQ)
B.电流表A1(量程50mA,内阻4=20。)
C.电流表A2(量程100mA,内阻约5Q)
D.定值电阻/(阻值为100。)
E.滑动变阻器R(阻值变化范围0~10。)
F.电源(电动势E=6V,内阻较小)
G.导线若干、开关一个
国&国
AR®
00
图乙
(1)小组同学讨论后设计的部分电路如图甲所示,请结合所给实验器材和要求,在虚
线框中添加合适的器材并把实验电路图补充完整________;
(2)根据设计的实验电路图,用笔画线代替导线把图乙中的实物图连接完整_________;
(3)根据实验电路可得,凡测量值的表达式为4=;(电压表V的示数记为U,
电流表A1的示数记为L,电流表A?的示数记为/2)
试卷第6页,共8页
(4)在不考虑读数造成的误差的基础上,待测电阻阻值的测量值(选填“大
于,,“小于,,或“等于’,)真实值。
四、解答题
15.如图所示为一放在水平桌面上的玻璃砖的扇形横截面,该扇形所对圆心角为135。、
半径为凡4c上涂有吸光材料。一细光束始终平行于桌面从AB上射入玻璃砖,光束在
AB上的入射点以非常小的速度匀速由4移向B的过程中,圆弧面上有光射出和无光射
出的时间之比为布:(3-卡)。光在真空中的速度为以求:
(1)玻璃砖•对光的折射率;
(2)光恰好在圆弧面发生全反射时,光线在玻璃砖内传播的时间(可用含正、余弦值
16.如图所示,粗细均匀的U型玻璃管竖直放置,右管口封闭,管内A、B两段水银柱
将管内封闭有长均为10cm的a、b两段气体,水银柱A长为5cm,水银柱B在右管中
的液面比在左管中的液面高5cm,大气压强为75cmHg,环境温度为320K,现将环境
温度降低,使气柱b长度变为9cm,求:
(1)降低后的环境温度;
(h2)水银柱A下n降的高度。
LJ
17.如图所示,间距均为L=lm的两段水平光滑导轨和足够长的倾斜导轨平行固定,
两段水平导轨通过外层绝缘的导线交叉连接,倾斜导轨底端接有阻值为A=1。的定值
电阻,水平导轨处只存在竖直向上的匀强磁场,倾斜导轨处只存在垂直导轨所在平面向
上的匀强磁场,磁感应强度大小均为2T。倾斜导轨顶端与水平导轨最右端的高度差为
/?=0.45m,水平间距为x=1.2m。两质量均为,"=lkg、阻值均为的导体棒垂直静
置在两段水平导轨上,某时刻给导体棒1一水平向左的初速度%=IOm/s,一段时间后
导体棒2刚好由倾斜导轨上端无碰撞地滑上倾斜导轨。已知导体棒2与倾斜导轨间的动
摩擦因数为"=在导轨上运动过程导体棒始终与导轨垂直且接触良好,忽略空气阻
力,重力加速度g=10m/s、求:
(1)倾斜导轨与水平面间夹角a的正切值;
(2)导体棒2离开水平导轨前的瞬间,导体棒1的加速度大小;
(3)整个过程系统产生的电热和因摩擦产生的热量。
18.如图,“L”形木板C静置于水平地面上,C最左端放置一小物块A,小物块B在A
79
右侧4=3m处,B与C右端的距离£,=Wm,C右端有一挡板(厚度不计)。在r=0
时亥一大小为4N、方向水平向右的恒定推力尸作用于A,同时给B一个大小为0.6N-s、
方向水平向左的瞬时冲量I,经过一段时间后撤去力F,此时A与B恰好发生正碰并粘
连在一起,再经过一段时间B与C右端挡板发生弹性正碰,碰撞时间均极短。已知A、
B、C的质量均为加=0.2kg,A与C、B与C间的动摩擦因数均为4=。4,C与地面间
的动摩擦因数%=025,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s,A、B均可视为
质点。求:
(1)f=0时A的加速度大小;
(2)从A开始运动到A与B相撞所经历的时间以及碰后瞬间AB的速度大小;
(3)AB与C右侧挡板碰后瞬间AB的速度大小。
FAH-------k-------
////./././././././././.Zc//.//./././././././././././/Z
试卷第8页,共8页
参考答案:
1.B
【详解】AB.设衰变生成”Pb的过程经历了x次a衰变和),次廿衰变,有
235-4x=207
92-2x+y=82
解得
x=l
y=4
同理可得,Zu衰变生成善Pb的过程经历了8次a衰变和6次P衰变,故A错误,B正确;
C.由半衰期知识可知,茎Pb、普Pb的原子数目均与时间成指数函数关系,故两种铅同位
素原子数目的比值不与时间成正比,故C错误;
D.衰变过程生成的质量数较大的新核的质量数与发生a衰变次数的关系为
4=235-4机
«8U衰变过程生成的质量数较大的新核的质量数与发生a衰变次数的关系为
Z2=238-4〃
可知丁U和声U衰变为铅的过程中形成的质量数较大的原子核不可能相同,故D错误。
故选B«
2.B
【详解】设两物体共同运动的加速度大小为a,则由
x=—ar
2
可解得
a=1m/s2
Is末两物体的速度为
%=lm/s
由牛顿第二定律可得
尸=(〃%+〃%”
答案第1页,共17页
解得
mtt=2kg
P\=wav/1B=2kg-m/s
B正确,ACD错误。
故选B«
3.B
【详解】A.变压器不改变交流电的频率,所以副线圈中电流频率为
/=-=—!—rHz=25Hz
T4x10-2
故A错误;
BC.由图乙可知,电源电压的有效值为100V,则有
100V=t/,+=/27?2
其中%、%为原、副线圈两端的电压有效值,Q为原、副线圈中的电流。又有
1/1_/2_〃1_2
U2I、n21
且
&==20Q
联立可得
a=8ov
Z,=1A
t72=40V
/2=2A
即电压表示数为40V,电流表的示数为1A,故B正确,C错误;
D.电阻&的功率
P=/;/?2=80W
故D错误。
故选B。
答案第2页,共17页
4.A
【详解】设水全部排出后筒内气体的压强为P"此时简内气体的体积为W,这些气体压强
为po时的体积为L,由玻意耳定律有
pya=
其中
Pi=Po+Og(H+.)
设需压入压强为po的气体体积为△匕则有
AV=V,-^
压入气体的质量与筒内原气体质量的比为
心"丝=8.2
惆匕
故选Ao
5.A
【详解】A.卫星绕地球做圆周运动,根据万有引力提供向心力有
GMm、
——--=
r
可得
[GM
/"=?—
V(0^
结合
nicerr=ma
整理得
a=^GMci/
则A、B加速度大小的比值为J
2,A正确。
B.由
v=cor
可得
v=NGM(O
答案第3页,共17页
则A、B线速度大小的比值为B错误。
C.卫星A、B的质量关系未知,故无法确定二者受到地球万有引力大小的比值,C错误。
D.设从图示时刻起经时间f卫星A、B相距最近,结合圆周运动知识有
(必-绦)r=2切(“=1,2,3)
解得
t=-----------(n=1,2,3)
D错误。
故选Ao
6.C
【详解】A.由对称性可知,圆环尸、。在O处产生的电场强度均为零,所以O处的合场强
为零,P、。带等量异种电荷,电场线从P指向。,电场线分布具有轴对称性,平面上
的电场线分布示意图如图新示,可知x轴正方向有沿x轴负方向指向。的电场分量,x轴负
方向有沿x轴正方向指向O的电场分量,由沿电场线方向电势降低可知。处电势小于0,A
错误;
B.由对称性可知以b两点场强太小相同,方向均指向。点,即方向相反,a、8两点电势
相等,B错误;
C.从。到c电场有沿y轴正方向的分量,把电子从〃处移到。处,再从O处移到c,处,电
场力一直做负功,电势能增加,所以电子在c处具有的电势能大于在。处的,C正确;
D.电子沿x轴从〃移动到江电场力先做负功后做正功,D错误。
故选C。
7.A
【详解】经过短暂时间吹到叶片处的空气的质量为
答案第4页,共17页
m=pSv・At
动能为
心=;wv2=;pSv3-Ar
发电机的功率为
0.18^E
p=k=009/75V3
令0.0905=々,当v=8m/s时,有680kW=h83;当v=4m/s时,有4=h4',联立各式解
得
4=85kW
该电站每天的发电量至少为
UZ=/?/=85xl2kWh=1020kWh
故选A。
8.B
【详解】A.设滑块的末速度大小为匕,根据匀变速直线运动规律得
%=匕+at=v,+lm/s>lm/s
V+V|
L=°x/=(vn+v,)m=(2v,+l)m>Im
2
故A错误;
B.若%=2m/s,则Vj=lm/s,L=3m,故B正确;
C.若%=3m/s,则匕=2m/s,L=5m,故C错误;
D.若%=5m/s,则Vj=4m/s,L=9m,故D错误。
故选B。
9.CD
【详解】A.由波形图可得两列波的波长相等,均为/l=0.4m,又波速v=0.2m/s,两列波
的周期均为
频率为
答案第5页,共17页
A错误;
B.r=3.5s时,波传播距离为
x=vZ=0.7m
3
此时向左传播的波的波峰传至P点,而向右传播的波经过3.5s振动了弓丁,即波峰也传播
至尸点,由波的叠加原理可知P点的位移为4cm,B错误;
C.r=4s时,向左传播的波传至P点经历的时间
,Ax0.6.
△t、=~~-s=3s
,v0.2
在尸点共同引起振动的时间加2=人,分析知P点为振动加强点,故0~4s内尸经过的路程
为
,y=12cm+8cm=20cm
C正确;
D.f=4.5s时,波的传播距离为0.9m,向右传播的波传至x=1.1m,向左传播的波传至
x=-O.lm,在m范围内质点到两波源的波程差为-1.2m<AX1<1.2m,由图可
知两波源的振动步调相反,故满足波程差AX1=(2〃+l)[(〃=0、±l、±2、L)的质点是振动加强
点,解得
-3.5</?<2.5
即共有6个振动加强点,D正确。
故选CD。
10.CD
【详解】当A、B间的摩擦力为最大静摩擦力时,拉力尸取最大值,将B、C、D看成一个
整体,A是单独的一个整体,根据力的分配规律有
居
+m2
可得
八(m+m+3fn)广
pimgcosU=-----------------------r,
+机+3切)+3zn
解得
F-1,f>/.imgcos0
答案第6页,共17页
故A错误:
C对D的摩擦力为0.3〃mgcos。时,对D进行受力分析,根据牛顿第二定律有
0.3/jmgcos0-3mgsin0-3ma
设A对B的摩擦力为",对B、C、D根据牛顿第二定律有
耳-5mgsin0=5ma
解得
耳=0.5〃,wgcos6
故B错误;
将A、B看成一个整体,C、D看成另一个整体,根据力的分配规律有
丁(m+3机)„
T=----------------r
(m+3/n)+(〃2+3/n)
解得
T=Q.8/.imgcos6
故C正确;
将A、B、C看成一个整体,D是另一个整体,根据力的分配规律有
L3727L
F=---------------F
CD3m+(3m+加+m)
解得
FCD=0.6jumgcos0
故D正确。
故选CD。
11.AB
【详解】AB.若粒子速率为丫=迦,则轨迹半径
m
mv.
r=—=L
qB
粒子运动情况如图所示
答案第7页,共17页
从P点飞出的粒子,轨迹的圆心在N点,该粒子从。点发射时的速度方向与ON垂直斜向右
下,与水平方向成60。角。从N点飞出的粒子,轨迹的圆心在S点,该粒子从。点发射时的
速度方向与OS垂直,水平向右,两粒子发射速度间的夹角6=60。,发射方向在这两个方向
之间的粒子都可从空隙NP“逃出”,粒子“逃出”的概率为
0_1
360°-6
由图可知,NP线段上各处都可能有粒子通过,故AB正确;
CD.若粒子速率为v=理,则轨迹半径
2m
m_v_二L__
qB2
粒子轨迹与PN相切时,切点分别为3、。,圆心分别为A、C,两发射速度间的夹角O^ZAOC,
由几何关系知。>60。,则粒子“逃出”的概率为
Q1
---->一
360°6
由图可知
答案第8页,共17页
OD<OC+CD^L
则力在N点下方,故线段@V间不可能有粒子通过,故CD错误。
故选AB»
12.CD
【详解】A.第一步:判断。点是否为的中点、加速度为零的位置滑块从A点向B点运
动的过程,先加速后减速,由于弹簧弹力随位移线性变化,重力沿斜面向下的分力及滑动摩
擦力均为恒力,可知加速度也随位移线性变化。a-X图如图甲所示,又
则合力与位移的图象与。-x图象类似,由合力与位移图线与坐标轴围成的面积表示动能的
变化量可知x轴上、下两部分围成的面积相等。由对称性可知,滑块到A3的中点C时速度
达到最大,该处弹簧弹力、重力沿斜面向下的分力与滑动摩擦力的合力为0,如图乙所示,
此位置比。点低,则从A到。,滑块先做加速运动后做减速运动,选项A错误。
B.第二步:由动能定理计算弹力做功和动能设OC=x,由动能定理,从。到A再到8有
++吗针=0-0
得弹簧弹力做的功
%=-W+/ng(ga-x)sin,+/.imga+cos0
选项B错误。
C.从开始到滑块向上经过。点,有
W-jumg(a+2x)cos0=Ek-0
得
线=W-pmg(«+2x)cos0<W-pmgacos0
选项C正确。
D.第三步:用假设法分析滑块能否停在B点
题中没有给出弹簧劲度系数&、滑块质量〃h斜面倾角。及动摩擦因数〃的具体数值或关系,
设O8=x',若8点离。点很近,即滑块在该处时弹簧处于伸长状态,在O点时有
kx0=mgsmO
当满足
答案第9页,共17页
mgsin6-%(%-x')</jmgcos0
即依'4wgcos。时,滑块到达8处后保持静止,选项D正确。
故选CD。
图甲图乙
13.0.3000.018偏小
【详解】(1)[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以图中所测遮光条的宽
度为
d=0.300cm
(2)[2]遮光条通过光电门1时的速度大小为
V.=—=0.015m/s
缉
通过光电门2时的速度大小为
V,=-^―=0.06m/s
根据加速度的定义式
a=——Av
Ar
可得滑块的加速度大小为
a=三二乜=0.018m/s?
t
(3)[3]取遮光条开始遮住光电门1时为0时刻,则丫/是与时刻的瞬时速度,也是,+与时
刻的瞬时速度,故从刃到V2,滑块运动的真实时间为
%=/+9-纽=2.425s
其22
则滑块加速度的真实值为
a百=———»0.0186m/s2>a=0.018m/s2
%
故滑块加速度的测量值比真实值小。
答案第10页,共17页
总(凡+。)等于
图甲
【详解】(1)[1]已知电源电动势E=6V,电压表V的量程为20V,用此电压表测量电阻两
端的电压不符合要求,A1的量程和内阻已知,可将定值电阻凡和A1串联改装成电压表,改
装的电压表量程为
Um=/,mA+G=6V
所以可以用改装的电压表测待测电阻两端的电压;用电流表A,可以测出流过待测电阻和电
(2)[2]根据补充完整后的电路图,连接实物如图所示
图乙
(3)[3]由电路图可知,待测电阻两端的电压为
U,=/I(D
答案第II页,共17页
通过待测电阻的电流为
则待测电阻的阻值为
R=■凡+■)
*一A-A
(4)[4]测得的待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流均为真实值,在不考虑读数误差
的情况下,待测电阻阻值的测量值等于真实值。
15.(1)正;(2)(2^sin75°+)-
32sin75°c
【详解】(1)对于在圆弧面上发生全反射的光束,结合几何知识可知,反射光最终一定会照
射到AC上,作出光恰在圆弧面上发生全反射的情况,如图所示
根据临界角与折射率的关系
sinC=—
n
光在玻璃砖上的入射角为
a=45°
由折射定律有
结合圆弧面上有光射出和无光射出的时间之比可得,光恰好不射出时入射点的位置到圆心的
距离为直R,由几何关系有
3
R娓R
cos。3sinC
解得
n=\/2
(2)结合上述分析和几何知识可知,光从射入玻璃砖到第一次打到圆弧面上经过的距离为
26sin75。„
x,=-------------R
13
光从第一次打到圆弧面上到打到底面经过的距离为
答案第12页,共17页
sin60°「
x.=--------R
2sin75°
光在玻璃砖中的传播速度为
c
v=
n
则光恰好在圆弧面发生全反射时,光线在玻璃砖内传播的时间为
_2后山75。V6R
f~v~3+2sin7507
16.(1)7i=280.32K;(2)2.24cm
【详解】(1)开始时,左管中气柱a的压强为
PT=75cmHg+5cmHg=80cmHg
右管中气柱b的压强为
p2=P\~5cmHg=75cmHg
温度降低后,气柱a的压强不变,气柱b的压强为
p;=P1-7cmHg=73cmHg
对气柱b研究,根据理想气体状态方程
PiL2s_p;L;S
解得
T2=280.32K
(2)气柱a发生等压变化,则
L、S_L;S
7=下
解得
L,=8.76cm
则水银柱A下降的高度为
h=1cm+10cm-8.76cm=2.24cm
3
17.(1)-;(2)4m/s2;(3)36.5JJ5J
4
【详解】(1)导体棒2离开水平导轨后做平抛运动,设在空中运动的时间为K竖直方向上
答案第13页,共17页
有
.12
卜=眇「
水平方向有
X=VJ
又
vy=gt
可得
tana=-^=-
匕4
(2)设导体棒2抛出时,导体棒1的速度大小为匕,导体棒2在水平导轨上运动过程中,
1、2所受安培力始终相等。
设导体棒2在水平导轨上运动过程安培力的冲量为R,对导体棒2由动量定理有
Pi=mv]
对导体棒I由动量定理有
一Pi=mv2-mvQ
解得
v2=6m/s
此时回路中的感应电动势为
E=BL(y2-v()
由欧姆定律得回路中的电流为
2r
安培力
由牛顿第二定律有
F.安-ma
联立解得
答案第14页,共17页
tz=4m/s2
(3)导体棒在水平导轨上运动时,产生的电热为
Qi=;-g/nv;=24J
由(1)中分析可知,导体棒2进入倾斜导轨前瞬间的速度为
v=+*=5m/s
导体棒2沿倾斜导轨向下运动过程中,重力沿导轨向下的分力等于导体棒2与导轨间的滑动
摩擦力,导体棒2所受的合力等于导体棒2所受安培力,最终导体棒2的速度减为零。
导体棒2在倾斜导轨上运动时,产生的电热为
C12
Q2=—mv~
整个过程系统产生的电热为
Q=Q+Q
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